【導(dǎo)讀】輸、提升、通風(fēng)和排水方案設(shè)計(jì)并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。編寫礦井新井設(shè)計(jì)說明書或?qū)ｎ}論文。按比例繪制方案設(shè)計(jì)圖。其中1張必須手繪，其他計(jì)算機(jī)繪。計(jì)算準(zhǔn)確，制表清晰，插圖美觀，做到文字說明和所繪制的圖表密切配合。合設(shè)計(jì)大綱的要求，平面圖和剖面圖應(yīng)相互對(duì)應(yīng)。云駕嶺一礦新井設(shè)計(jì)主要包括以下幾部分：。礦井的地質(zhì)、地理位置、煤層等基本情況的概述。礦井井田內(nèi)的可采儲(chǔ)量，礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限的確定。主要介紹采區(qū)的設(shè)計(jì)、開采的技術(shù)和技巧、采區(qū)巷道布。置及回采系統(tǒng)的構(gòu)成以及采區(qū)各峒室的布置和采區(qū)的工作制度。況我提出了多種開采方案和設(shè)想。例如，長壁工作面采煤法在開采緩傾斜煤層的過程中，在老頂周期性跨落和其它因素的影響下，采用沿空掘巷的方式進(jìn)行回采、掘進(jìn)和維護(hù)。并且本設(shè)計(jì)采用AutoCAD20xx輔助設(shè)計(jì)，減少了繪圖的困難并且增加。真心感謝高永格院長和郝彬彬老師在設(shè)計(jì)中給予我的認(rèn)真指導(dǎo)，讓我學(xué)到了很多，我會(huì)繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，不斷豐富自己。

　　

【正文】 為 25385 萬噸萬噸，除去 儲(chǔ)量備用系數(shù)，按設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力計(jì)算礦井服務(wù)年限按設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 300 萬 t/年計(jì)算， 礦井服務(wù)年限 （ 3178。 1） 式中 Z 可 礦井可采儲(chǔ)量（萬 t） A礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（萬 t/年） T礦井服務(wù)年限（ a） K儲(chǔ)量備用系 數(shù)，取 代入數(shù)據(jù) ,得 T=25385／（ 300179。 ） =60a 我國各類井型的礦井和第一水平設(shè)計(jì)服務(wù)年 表 31 表 31 新建礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限 礦井設(shè)計(jì) 生產(chǎn)能力 (Mt／ a) 礦井設(shè)計(jì) 服務(wù)年限 (a) 第一開采水平設(shè)計(jì)服務(wù)年限 (a) 煤層傾角 ＜ 25176。 煤層傾角 25176。 ～ 45176。 煤層傾角 ＞ 45176。 6． 0 及以上 70 35 3． 0～ 5． 0 60 30 1． 2～ 2． 4 50 25 20 15 15 0． 45～ 0． 9 40 20 15 15 第 節(jié) 礦井工作制度 KAZT ?? 可`河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 根據(jù)有關(guān)規(guī)定，達(dá)到礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力時(shí)按年工作日 330天，采煤為晝夜工作制，分三班工作，每班工作 6 小時(shí)。三 班出煤，一班準(zhǔn)備，但在準(zhǔn)備期間可在部分采區(qū)出煤。 `河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 12 第 四 章 井田開拓 第 節(jié) 概述 地質(zhì)構(gòu)造 井田為單斜構(gòu)造，以斷裂構(gòu)造為主，伴有寬緩的褶曲及火成巖侵入。礦井地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，井田地質(zhì)類型為三類三型。地層走向近南北，傾向向東 或向東南傾斜，傾角10— 30186。斷層基本為高角度正斷層，斷層面傾角一般 60— 70186。，以 NNE及 NE為主，斷層面一般不寬，井田南部斷層較多且落差大，北部構(gòu)造相對(duì)簡單，大中型斷層一般相互交叉或切割，落差大的切割落差小的。小構(gòu)造比較發(fā)育，走向與其鄰近的大中型斷層基本一致，但延伸不遠(yuǎn)即消失。 煤層賦存狀況 該井田含煤 11— 16層 ,煤層總厚度約 15m，可采或部分可采煤層有 9等七層。其中以 6號(hào)煤層為礦井主采煤層。 1號(hào)煤及 2號(hào)煤為可采和部分可采煤層。 1號(hào)煤和 2號(hào)煤層位有火成巖侵入。 9號(hào)煤層為下組煤，因受奧灰水威脅，故暫不可采。各煤層變質(zhì)程度較高，煤種牌號(hào)為無煙煤。 水文地質(zhì)情況 井田內(nèi)含水層自下而上有奧灰強(qiáng)含水層，厚度大，富水性較強(qiáng)；大青灰?guī)r含水層厚度 5— 6m，為較強(qiáng)含水層；伏青灰?guī)r含水層厚度 左右，為較強(qiáng)含水層；野青灰?guī)r含水層含水性差，一般不含水；山西組砂巖含水層厚 左右，含水性弱到中等；上石盒子組細(xì)砂巖以上含水層厚度大于 100m，雖含水性不強(qiáng)，但靜儲(chǔ)量比較大；第四系砂礫石層最厚 94m，一般 50— 60m，富水性較強(qiáng)。礦井正常涌水量 340m179。/h，且主 要集`河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 中在井底車場附近 P2S 地層。開采 2 號(hào)煤層主要受山西組 2 號(hào)煤層頂板砂巖水影響，因水量較小，影響不大。礦井水文地質(zhì)類型為中等。 第 節(jié) 開拓方式的確定 定井筒形式、位置、數(shù)目（包括主井、副井和風(fēng)井方案的提出） ㈠ 確定井筒位置，數(shù)目。 選擇井筒的位置應(yīng)考慮如下原則： ① 初期開采條件有利，儲(chǔ)量可靠，井巷工程量省，建井工期短。 ② 井田兩翼儲(chǔ)量大致平衡，井下運(yùn)輸、通風(fēng)、開采比較有利。 ③ 要充分利用地形，少占地，少壓煤。 ④ 井口標(biāo)高要高于歷年最高洪水位。 ⑤ 井筒應(yīng)盡量避免穿過流沙層、含水層、較厚的沖擊層，有煤和瓦斯突出危 險(xiǎn)的煤層。 ⑥ 井底距奧陶灰?guī)r要保持一定的安全距離。 ⑦ 井底車場及主要硐室盡量布置在較穩(wěn)定的巖層中，便于硐室的開掘和維護(hù)。 ㈡ 對(duì)井下合理開采的井筒位置 井筒沿井田走向的的有利位置以后應(yīng)在井田中央。當(dāng)井田儲(chǔ)量呈不均勻分布時(shí)，應(yīng)在儲(chǔ)量分布的中央，以此形成兩翼儲(chǔ)量比較均勻的雙翼井田，應(yīng)盡量避免井筒偏于一側(cè)。 （ 1） 井筒設(shè)在井田中央（儲(chǔ)量分布的中央），可使沿井田走向的井下運(yùn)輸工作量小，而井田偏于一翼邊界的相應(yīng)井下工作量要較前者大； （ 2） 井筒設(shè)在井田中央時(shí)，兩翼產(chǎn)量分配，風(fēng)量分配比較均勻，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)較短，通風(fēng)阻力較小。井田偏于一側(cè)時(shí)，一翼通風(fēng)距離較長，風(fēng)壓較大。當(dāng)產(chǎn)量集中于一翼時(shí)，風(fēng)量成倍增加，風(fēng)壓按二次方關(guān)系增加。如要降低風(fēng)壓，就要增加巷道斷面，增加掘進(jìn)工程量。 （ 3） 井筒設(shè)在井田中央時(shí)，兩翼分擔(dān)比較均勻，各水平兩翼開采結(jié)束的時(shí)間比較接近。如井筒偏于一側(cè)，一翼過早采完，然后產(chǎn)量集中于另一側(cè)，將使運(yùn)輸，通風(fēng)過于集中，采煤掘進(jìn)互相干擾，甚至影響全礦生產(chǎn)。 （ 4） 實(shí)際工作中，由于井田地質(zhì)條件和其他因素的影響，只要盡可能使兩翼均衡，同時(shí)可將井筒布置在靠近高級(jí)儲(chǔ)量地段，使初期投產(chǎn)的采區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，`河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 儲(chǔ)量可靠。從而使礦井建設(shè)投產(chǎn) 后有可能的儲(chǔ)量和較好的開采條件，以便迅速達(dá)到設(shè)計(jì)能力。 立井開拓時(shí)井筒沿煤層傾向位置的幾個(gè)原則。井筒設(shè)在井田中部，可使石門總長度最短、沿石門的運(yùn)輸工作量??；井筒設(shè)在淺部時(shí)，總的石門工程量雖然稍大，但初期（第一水平）工程量較及投資較少，建井期較短；井筒設(shè)在深處的初期工程量最大，石門總長度和沿石門的運(yùn)輸工作量也較大，但如煤系基底有含水特大的巖層，不允許井筒穿過時(shí)，它可以延伸井筒到深部，對(duì)開采井田深部及向下擴(kuò)展有利；而在淺、中位置，井筒只能打到一、二水平，深部需用暗井或暗斜井開采 ，生產(chǎn)系統(tǒng)較復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多。從保護(hù)井筒和工業(yè)場地煤柱損失看，愈靠近淺部，煤柱的尺寸愈小，愈近深部，則煤柱損失愈大。 ㈢ 對(duì)掘進(jìn)與維護(hù)有利的井筒位置 為使井筒的開掘和使用安全可靠，減少其掘進(jìn)的困難及便于維護(hù)，應(yīng)使井筒通過的巖層及表土具有較好大的水文、圍巖和地質(zhì)條件。雖然用特殊鑿井法可以在水文地質(zhì)情況復(fù)雜的條件下掘砌井筒，但所需的施工設(shè)備較多，掘進(jìn)速度慢，掘進(jìn)費(fèi)用高。因此，井筒應(yīng)可能不通過或少通過流沙層、較厚的沖積層及較大的含水層。為便于井筒的掘進(jìn)和維護(hù)，井筒不應(yīng)設(shè)在受地質(zhì)破壞比較劇烈的地帶及采動(dòng)影響的地區(qū)。井 筒位置還應(yīng)使井底車場有較好的圍巖條件，便于大容積硐室的掘進(jìn)和維護(hù)。 綜合考慮礦井的地質(zhì)條件，煤炭儲(chǔ)量情況，瓦斯含量情況，在本礦井中可提出 3個(gè)技術(shù)可行性方案。 方案一： 主、副井井筒都設(shè)于井田中部，都打到第一水平井底車場，采用上、下山開采。開拓巷道及工業(yè)廣場布置如下圖： 方案 2： 主副井井筒設(shè)于井田 邊界，采用上山開采。 `河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 15 方案 3：用立井單水平加暗斜井進(jìn)行開拓。將主、副井井筒打在 井田的東 部邊界處。 用暗斜井延伸 水平 下部的煤層 。 各方案剖面圖如下圖所示： `河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 16 開拓方案技術(shù)比較 三個(gè)方案相同的不需參與比較的項(xiàng)目，包括礦井的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、水平劃分。通風(fēng)方式，采區(qū)劃分，主、副井井筒斷面及裝備，風(fēng)井井筒及斷面，總回風(fēng)道的布置。 開拓方案比較 表 表 41 方案 優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 方案一 1. 井筒短，初期工程量小。 2. 提升能力大，機(jī)械化程度高。 3. 出煤早，見效快。 1. 100 水平以下都要采用下山開采，提升、運(yùn)和掘進(jìn)工作量較大。 2. 開采 100 水平以下采用下山開采時(shí)，通風(fēng)、排水更困難，費(fèi)用增高，管理更復(fù)雜。 方案二 和方案一基本相同，只是采用 上山開采，在提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和掘進(jìn)等方面比下山開采更優(yōu)越。 井筒延伸，增加了石門，掘進(jìn)、排水費(fèi)用大大增加，提升設(shè)備也較復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多。 方案三 1. 井筒工程量 相對(duì)較小，基建投資減小。 2. 井底車場布置簡單，易于掘進(jìn)及 生產(chǎn)管理。 1. 提升相對(duì)復(fù)雜，提升環(huán)節(jié)較多。煤炭上運(yùn)，運(yùn)輸費(fèi)用高。 2. 主井兼做回風(fēng)井，井塔封閉要求高，漏風(fēng)率大。通風(fēng)較困難。 3. 地面生產(chǎn)系統(tǒng)分散，不便管理。 方案一和方案二開拓的基本思路是一致的，只是開采水平選擇不一樣，方案一井筒位于井田中部，井筒短，初期工程量小，提升能力大，機(jī)械化程度高，出煤早，見效快。 但是單水平開采，在 100 水平以下都要用下山開采，提升、運(yùn)和掘進(jìn)工作量較大，通風(fēng) 、排水更困難，費(fèi)用增高，管理更復(fù)雜。 方案二較方案一雖然立井井筒工程量較大，增加了石門，掘進(jìn)費(fèi)用大大增加，提升 `河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 設(shè)備也較復(fù)雜，環(huán)節(jié)較多。上山開采，在提升、運(yùn)輸、通風(fēng)、排水和掘進(jìn)等方面比下山開采更優(yōu)越，整體運(yùn)輸費(fèi)用 減小，便于后期生產(chǎn)管理。 方案三提出用主井兼做回風(fēng)井，并將主井開鑿于井田淺部，這雖然減少了井筒及石門的總體工程量，但井下運(yùn)輸相對(duì)復(fù)雜，全部上山提升環(huán)節(jié)多。煤炭上運(yùn)，運(yùn)輸費(fèi)用高。對(duì)井塔封閉要求高，漏風(fēng)率大，通風(fēng)較困難。地面生產(chǎn)系統(tǒng)也較分散，不便管理。 綜合考慮，應(yīng)該放棄方案三，將方案一和方案二進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。 方案一和方案二的經(jīng)濟(jì)比較： 將方案一和方案二進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，其 初期基建費(fèi)及工程量，維護(hù)費(fèi)用，運(yùn)輸費(fèi)用等經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果匯總于下表。 在比較中需要說明以下幾點(diǎn)： （ 1）兩方案中階段的劃分和采區(qū)的布置均相同，故大 巷和采區(qū)上山的開掘長度相同，費(fèi)用也基本相同，故未對(duì)其進(jìn)行比較 （ 2）兩方案中井底車場的形式和建設(shè)費(fèi)用雖稍有差別，但相對(duì)較小，故也未予以比較。 （ 3） 運(yùn)輸費(fèi)用中運(yùn)距不包括準(zhǔn)備巷道，只包括大巷和石門的運(yùn)輸。 掘進(jìn)費(fèi)用比較表 表 42 深 度 （ M） 凈 徑 （ M） 單 價(jià) (元 /10M） 費(fèi) 用（元） 方案一 主 井 表土段 100 33060 33 基巖段 425 36721 156 副 井 表土段 100 4 22650 22． 7 基巖段 400 4 20956 83． 8 石 門 0 0 0 0 總計(jì) 275． 2 方案二 主 井 表土段 100 33060 33 基巖段 600 39943 239． 7 副 井 表土段 100 4 22650 22． 7 基巖段 550 4 23307 128． 2 石 門 1080 5*3 8000 總計(jì) 510 `河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 18 掘進(jìn)費(fèi)用比較表 表 43 深 度 （ M） 凈 徑 （ M） 單 價(jià) (元 /10M） 費(fèi) 用（元） 方案一 主 井 表土段 100 33060 33 基巖段 425 36721 156 副 井 表土段 100 4 22650 22． 7 基巖段 400 4 20956 83． 8 石 門 0 0 0 0 總計(jì) 275． 2 方案二 主 井 表土段 100 33060 33 基巖段 600 39943 239． 7 副 井 表土段 100 4 22650 22． 7 基巖 段 550 4 23307 128． 2 石 門 1080 5*3 8000 總計(jì) 510 提升費(fèi)用比較表 表 44 項(xiàng)目 方案 提升煤量 （萬 t） 單 價(jià) (萬 /） 距 離 （米） 費(fèi) 用 （萬元） 合 計(jì) （萬元） 方案一 一水平 475 方案二 一水平 475 二水平 600 3011 `河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 排水費(fèi)用比較表 表 45 項(xiàng)目 方案 涌 水 量 （ m3/h） 單 價(jià) (萬 /) 費(fèi) 用 (萬元 ) 合 計(jì) （萬元） 方案一 上山開采 192 142 464 下山開采 211 322 方案二 一水平 192